光合作用也是一個氧化還原過程
細胞呼吸一般以糖為底物,那么糖是怎么產(chǎn)生的呢?生物界的糖絕大部分來源于光合作用。人、動物、真菌和大部分細菌直接或間接依靠自養(yǎng)生物的光合產(chǎn)物生活。
以二氧化碳和水為原料,利用光能合成糖類等有機物
細胞呼吸是一個放能反應(yīng),將存儲在葡萄糖中的化學(xué)能釋放出來,供細胞利用。光合作用是一個吸能反應(yīng),利用太陽能將二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)樘?,并將能量儲存在糖分子?nèi)。
光合作用是不是細胞呼吸的逆轉(zhuǎn)?雖然看上去很像,實際上光合作用過程更復(fù)雜。那么光合作用是在細胞的什么結(jié)構(gòu)中進行?二氧化碳又是如何轉(zhuǎn)變成葡萄糖的?光能是如何轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物中的化學(xué)能的?
光合作用在葉綠體中進行
太陽能電池板可以捕獲太陽光中的能量,將光能轉(zhuǎn)化為電能。綠色植物也能捕獲并轉(zhuǎn)化太陽光中的能量,那么,綠葉中通過什么物質(zhì)或結(jié)構(gòu)捕獲并轉(zhuǎn)化光能呢?
葉綠體內(nèi)的基粒由許多類囊體垛疊而成,組成類囊體的膜稱為光合膜葉綠素及其他光合色素以及能將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的多種蛋白質(zhì)存在于光合膜上
玉米有時會出現(xiàn)白化苗。白化苗由于不能進行光合作用,待種子中貯存的養(yǎng)分耗盡就會死亡。可見光合作用與細胞中的色素有關(guān)。
葉綠體中含有多種色素,這些色素與光合作用有關(guān),被稱為光合色素。光合色素是一類脂溶性物質(zhì),可以利用脂溶劑將它們從葉綠體中提取出來,并且將它們分離開來,達到觀察葉綠體中色素的目的。提取的原理:光合色素溶于有機溶劑分離的原理:不同的光合色素都能溶解在層析液中,不同的色素溶解度不同,溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快,反之則慢。
目的要求:學(xué)會提取和分離葉綠體中的色素的方法分離葉綠體中的四種色素材料用具:新鮮的綠色葉片,干燥的定性濾紙,95%的酒精,層析液,二氧化硅,碳酸鈣,研缽,小玻璃漏斗,尼龍布,毛細吸管,剪刀,試管,藥匙,量筒,天平
方法步驟:將新鮮的菠菜葉放入40~50℃的烘箱中烘干,粉碎后取2g干粉放入研缽中,加入少許二氧化硅和碳酸鈣,再加入2~3mL95%的酒精,充分、迅速研磨成勻漿。思考:二氧化硅和碳酸鈣的作用?
方法步驟:在一小玻璃漏斗基部放一塊單層尼龍布,將研磨液迅速倒入漏斗中。收集濾液到一支試管中,及時用棉塞將試管口塞緊。
方法步驟:制備濾紙條。將一張預(yù)先干燥過的定性濾紙剪成長10cm、寬1cm的紙條,在距濾紙條一端1cm處用鉛筆畫一條細而直的濾液細線。待濾液干后再畫一次,共畫3~4次。
方法步驟:分離葉綠體中的色素。將2mL層析液沿試管壁一側(cè)倒入大試管中,將濾紙條(有濾液細線的一端朝下)略微斜靠著大試管內(nèi)壁的另一側(cè),輕輕地插入層析液中,但要保證上面部分干燥。隨后用軟木塞塞住試管口。注意,濾紙上的濾液細線要高于層析液面。
方法步驟:為什么濾紙上的濾液細線要高于層析液面?
方法步驟:觀察實驗結(jié)果。5~10min以后,取出濾紙條。待濾紙條干燥后,觀察濾紙條上的色素帶。討論:從上到下濾紙條上有幾條色素帶?每條色素帶的寬窄是否相同?分離得到的色素帶分別呈現(xiàn)出什么顏色?
濾紙上色帶的排列順序如何?寬窄如何?說明什么?
葉綠素a、葉綠素b都是含鎂的有機分子,分別呈現(xiàn)藍綠色和黃綠色。胡蘿卜素和葉黃素,都是由碳氫鏈組成的分子,分別呈現(xiàn)橙色和黃色。
為什么到了秋冬,樹葉的顏色就枯黃了?
夏季時,生長旺盛的植物合成的葉綠素的能力增加,葉綠素的顏色掩蓋了黃色色素的顏色進入秋冬,氣候變冷,葉綠素的合成速度變慢甚至停止,原有的葉綠素被破環(huán),葉黃色或者胡蘿卜素的顏色就顯露出來,葉片變黃
太陽光由許多不同波長的光組成通過三棱鏡的折射后,便可分為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫
各種色素分子之所以有不同的顏色,是因為它們吸收了某些波長的光而另一些波長的光則透過或被反射。
葉綠體種的主要色素是葉綠素,這種色素吸收藍紫光和紅光而幾乎不吸收綠光,所以呈綠色。結(jié)合光合色素吸收光譜,可知:葉綠素主要吸收紅光和藍紫光,類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。這些被吸收的光能,將在光合作用中轉(zhuǎn)化成化學(xué)能。
有些蔬菜大棚用紅色或藍色的塑料薄膜代替普通塑料薄膜,有的溫室內(nèi)懸掛發(fā)紅色或藍色的燈管。
1.光合色素的提取與分離實驗中,(1)提取的原理是: 分離的原理是:(2)加入二氧化硅的作用: 加入碳酸鈣的作用: 加入2~3mL95%乙醇的作用:(3)層析液不能沒及濾液線的原因: 塞緊試管口的原因:
2. 從新鮮的菠菜葉片提取葉綠體色素,發(fā)現(xiàn)提取液明顯偏黃綠色,最可能的原因是( ) A. 加入的石英砂太多 B. 沒有加入碳酸鈣 C. 用脫脂棉過濾不徹底 D. 一次加入過多95%乙醇

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第五節(jié) 光合作用將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

版本: 浙科版 (2019)

年級: 必修1《分子與細胞》

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